[發明專利]一種射頻感應耦合等離子體中和器

在審

• 申請號: 201711446538.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN109979794A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 陳慶川;聶軍偉;黃琪;石連天
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院;成都同創材料表面科技有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

1.一種射頻感應耦合等離子體中和器，包括：用于容納放電等離子體的等離子體放電腔(1)、高壓絕緣氣路裝置(2)、射頻耦合天線(4)、用于收集離子和屏蔽射頻容性耦合的陰極(3)、屏蔽外殼(10)和用于從等離子體放電腔(1)中抽取電子束的陽極(7)，其特征在于：

所述等離子體放電腔(1)為中空結構，其上端設有進氣孔，下端設有電子束引出孔，等離子體放電腔(1)安裝在屏蔽外殼(10)內部，屏蔽外殼(10)內部中間位置固定安裝有固定法蘭(12),等離子體放電腔(1)安裝在固定法蘭(12)上；

等離子體放電腔(1)上端設有氣體入口，下端設有電子束引出口，屏蔽外殼(10)上端設置有氣體入口，位置和等離子放電腔上端的氣體入口位置對應，屏蔽外殼(10)上端氣體入口和等離子放電腔1上端進氣孔之間設置有氣路，屏蔽外殼(10)上端氣體入口和等離子放電腔1上端進氣孔之間的部分的氣路上裝有高壓絕緣氣路裝置(2)；

圓柱形陶瓷等離子放電腔(1)外壁加工有螺旋形槽，用于安裝射頻耦合天線(4)，同時也提高了射頻耦合天線(4)每匝間的絕緣強度，在等離子放電腔(1)外壁下端的環形槽處設置有引線管路，引線管路穿過固定法蘭(12)后再穿過屏蔽外殼(10)，使得射頻電源(6)通過匹配網絡(5)與射頻耦合天線(4)相連；

陰極(3)位于等離子體放電腔(1)內部，在橫切射頻耦合天線(4)卷繞方向上有一個窄縫，陰極(3)窄縫處設有放電觸發針(11)，；

等離子放電腔(1)內陰極(3)和位于等離子放電腔(1)下端的陽極構成射頻感應耦合等離子體中和器電子束的引出系統，陽極(7)上開有引出孔，且該引出孔與等離子體放電腔(1)下端引出孔對正，其中陽極(7)和陰極(3)之間通過陽極電源(8)施加正偏壓，陰極(3)和地之間通過陰極電源(9)施加負偏壓。

2.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：所述等離子體放電腔(1)采用低介質損耗的絕緣介質構成，優選陶瓷。

3.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：所述陰極(3)呈筒形。

4.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：所述陰極(3)緊貼等離子體放電腔(1)內壁。

5.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：所述陰極(3)窄縫處設置的放電觸發針(11)，射頻電源(6)、匹配網絡(5)、射頻耦合天線(4)、等離子體放電腔(1)、陰極(3)和高壓絕緣氣路裝置(2)共同構成等離子體放電起輝維持系統。

6.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：所述等離子體放電腔(1)可以為中空長方體結構，也可以為中空圓柱體結構。

7.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：所述屏蔽外殼(10)和等離子放電腔(1)上設置有兩組對應的氣體入口，屏蔽外殼(10)和等離子放電腔(1)之間設置的氣路數量為兩路。

8.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：所述陽極(7)和等離子體放電腔(1)下端開設有多組相互對應的引出孔。

9.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：中陽極(7)和陰極(3)之間通過陽極電源(8)施加0-30V正偏壓。

10.如權利要求1所述的一種射頻感應耦合等離子體中和器，其特征在于：陰極(3)和地之間通過陰極電源(9)施加0-70V負偏壓。